Question

【題目】乙苯()、苯乙烯（）均是重要的有機溶劑和工業(yè)原料。

已知：①(g)+HCl(g) (g) △H1= 54 kJmol1

②H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H2=185 kJmol1

③(g)+Cl2(g)(g)+HCl(g) △H3=118kJmol1

④相關化學鍵的鍵能數據如表所示：

化學鍵	CH	CC	C=C	CCl	HCl
鍵能/(kJmol1)	412	348	x	341	432

請回答：

（1）x=___；

（2）(g)+H2(g)(g) △H4

①△H4=___。

②上述反應中，的平衡轉化率α與溫度（T）和壓強（P）的關系如圖所示。則：

I.A、B兩點的平衡常數：K(A)___K(B)（填“大于”、“小于”或“等于”）。

II.A、B兩點的正反應速率：v(A)___v(B)（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）工業(yè)中用乙苯(C6H5-CH2CH3)為原料，采用催化脫氫的方法制取苯乙烯(C6H5-CH=CH2)。向體積為VL的恒容容器中充入amol乙苯，壓強為1×106Pa，在600℃時，平衡體系中苯乙烯的物質的量分數為25%，則：

①乙苯的平衡轉化率為___；

②此溫度下乙苯催化脫氫的方法制取苯乙烯的平衡常數Kp=___Pa；

③實際生產的反應在常壓下進行，且向乙苯蒸氣中摻入水蒸氣，利用熱力學數據計算得到溫度和投料比對乙苯轉化率的影響可用圖表示。[M=n（H2O）/n（乙苯]

a.圖中投料比（M1、M2、M3）的大小順序為___；

b.隨著反應的進行，催化劑上的少量積炭使其活性減弱，水蒸氣有助于恢復催化劑的活性，原因是___（用化學方程式表示）。

Answer 1

【答案】615 -121kJmol1 大于 小于 33.3% 1.67 5×105 M1>M2>M3 C+H2OCO+H2

【解析】

（1）根據反應熱與鍵能的計算公式計算。

（2）根據蓋斯定律進行分析。

（3）根據平衡的三段式計算模式進行計算，并進一步計算轉化率和平衡常數。

（4）根據增加反應物的量通常不能提高反應轉化率分析。

(1)根據反應熱=破壞的反應物中的化學鍵鍵能總和-生成物中的化學鍵鍵能總和，所以有-54=x+432-(412+341+348) 解得x=615 kJmol1；

(2) ①根據蓋斯定律分析，有①+②-③得熱化學方程式為：(g)+H2(g)(g) △H4=-54-185+118=-121kJmol1；

②該反應為放熱反應，所以隨著溫度升高，平衡逆向移動，轉化率降低，則T1<T2，則平衡常數減小，故K(A) 大于K(B)；

B點溫度高，壓強大，所以反應速率大于A。

(3) C6H5-CH2CH3 C6H5-CH=CH2+ H2

起始a 0 0

改變 x x x

平衡a-x x x

有 解x=a/3mol， ①乙苯的轉化率為 33.3% ；

② 平衡常數用平衡分壓表示，平衡分壓=總壓強×物質的量分數，平衡時總壓強為 Pa，平衡常數Kp= =1.67×105；

③a.根據乙苯加入量越大，轉化率越小分析，有 M1>M2>M3 ；

b.因為碳和水可以反應，所以水蒸氣能有助于恢復催化劑的活性，方程式為：C+H2OCO+H2。